muros de contension

Mag. Natividad Sánchez

MUROS DE

CONTENCION

INGENIERÍA DE

CIMENTACIONES

SEMANA 10 (17-05-14)

MUROS DE CONTENCION EN CANTILIVER

c y d) Muros con

contrafuertes, se utilizan

para desniveles mayores

que 6 m

a)Muros de gravedad basan su

estabilidad en su peso propio . Son

económicos para salvar desniveles de

hasta 3 m. En general son de concreto

simple o de mampostería

b) Muros en voladizo, son siempre de

concreto armado se utilizan para alturas

de hasta 8 m .Su estabilidad se logra no

solo con el peso de la estructura sino

principalmente con el peso del relleno.

17/05/2014 MSc. Ing. Civil Natividad Sánchez A. 3

e)Estribos de puentes, son muros

de contención en cualquiera de

sus modalidades con la diferencia

que además de resistir cargas de

empuje resisten cargas de

gravedad.

f)Muros de sótano, se caracterizan

por resistir cargas de empuje del

terreno y también cargas de

gravedad.

Estos muros trabajan apoyados en

la cimentación y en las losas de los

pisos que reciben.

MUROS DE CONTENCION CON 02 Ó MÁS APOYOS

CARGAS QUE ACTUAN SOBRE LOS MUROS DE CONTENCION EN CANTILIVER

Están sometidos a: empuje activo; empuje pasivo del suelo; a su peso propio y del relleno; a la

reacción vertical del terreno; a la fricción en la base y eventualmente a sobrecarga en el relleno y subpresión. Existen 3 fuerzas que deben ponerse en equilibrio: 1)Las cargas de gravedad del

concreto y del suelo encima de la zapata; 2)La presión lateral del suelo y la Capacidad de soporte

del suelo

Valores referenciales de pesos unitarios y ángulos de

fricción interna (Harmsen 2002)

Al igual que para el dimensionamiento de zapatas, se debe

verificar que la reacción del suelo no exceda la capacidad

portante del suelo.

Debe procurarse que la excentricidad de la carga vertical

actuante en el muro no sea mayor que B/6.

En terrenos cohesivos húmedos deberá analizarse la

estabilidad del talud generada por el muro.

DRENAJE Tubos de 4” @ 1.50 m

COEFICIENTES DE FRICCIÓN ENTRE SUELO Y CONCRETO

CONSIDERACIONES PARA SOBRE

CARGA EN EL RELLENO

El efecto de la sobre carga

en el relleno produce un

efecto similar al efecto

generado por un

incremento en la altura del

relleno “hs “. DONDE:

hs = ws /w ;

ws =sobre carga en relleno

w=peso especifico suelo.

CRITERIOS DE ESTABILIDAD

Para que el muro de sostenimiento sea estable se debe garantizar:

1) Que el muro no se voltee. El factor de seguridad al volteo debe

ser minimo = 2.

El factor de seguridad se evalúa como f.s. volt =∑Mr / ∑ Ma.

Mr= Momento resistente originado por el peso de la estructura

y el peso del relleno.

Ma =Momento actuante originado por el empuje activo del

relleno y de la sobrecarga .


CRITERIOS DE ESTABILIDAD

2) Que el muro no se deslice con respecto al suelo. El factor de

seguridad para evitar el deslizamiento debe ser mínimo = 1.5.

El factor de seguridad se evalúa como f.s. desl.=∑Fr / ∑ Fa.

Fr = Fuerzas resistentes originado por la fricción en la base.

Fa =Fuerzas actuantes originadas por el empuje activo del relleno y

de la sobre carga.

3)Que la reacción del suelo generada por las cargas aplicadas sobre el

muro no exceda el esfuerzo admisible del suelo. Debe procurarse

que la excentricidad de la carga vertical actuante en el muro no sea

mayor = B/6. no se considera factor de seguridad por que ya esta

incluido en la capacidad portante del suelo.


Estos muros en voladizo, se

componen de las siguientes partes:

pantalla o muro propiamente dicho;

cimentación compuesta por punta y

talón.

MUROS DE GRAVEDAD

Los muros de gravedad, son muros

en voladizo, que se hacen de

concreto simple o concreto ciclópeo

ó mampostería de piedra. Se

caracteriza por tener espesores muy

gruesos, con el fin de evitar los

efectos de tracción en el muro o

pantalla y que por su gran peso,

logran estabilidad. Generalmente los

muros de gravedad no necesitan

tener talón. La punta debe ser con

longitudes pequeñas. Máximo 30 a

40 cm

MUROS DE GRAVEDAD

Diseño:

F’c min = 140 k/cm2

Para chequear la resistencia a la

flexión y corte del concreto simple, se

debe trabajar con los esfuerzos

amplificados.

Pre dimensionamiento del ancho de

la base del cimiento del muro:

Debe variar según la calidad del

terreno entre :0.5 H – 0.75 H .

Terreno firme = 0.5 H.

Terreno intermedio = .55 a 0.60 H.

Terreno blando = 0.75 H

OTRA FORMA DE PREDIMENSIONAR

Ejemplo de pre dimensionamiento de muro de gravedad

Datos:

ɸ=30º;

P.u. conc.simple=2 300 k/m3

P.u. Terreno = 1758 kg/m3;

u = 0.5; σc = 2.00 k/cm2

H=3.60 m.

Base del ▲ 2 = 0.0625


¡En la pizarra!

MUROS EN VOLADIZO

•La base se estima haciendo uso de las mismas

recomendaciones dadas para muros de gravedad.

•Si b1 = B/3, el muro resulta económico.

•En caso que la capacidad portante sea muy baja, es

conveniente que b1 = B/2


Los muros en voladizo, se caracterizan por tener los siguientes

elementos: pantalla o muro propiamente dicho; y su cimentación

conformada por un volado llamada punta y un volado llamado talón

Después de definidas las dimensiones de la estructura, se diseña la

armadura por flexión. La pantalla vertical, la punta y el talón se diseñan

como volados. Sobre la pantalla vertical actúa el empuje activo del terreno

y el efecto de la sobrecarga sobre el relleno, si es que existe.

Diseñar el muro en voladizo para: f´c = 210 k/cm2; fy = 4200 k/cm2; µ c-t = 0.55

W = 1 600 k/m3; ɸ = 35º; H = 6.5 m; h = 5.90 m; S/C = 1500 k/m2; q = 2 k/cm2

Como hay sobrecarga la

altura H se incrementa en:

hs = sobrecarga/w; Por

tanto: hs=1500/1600=0.94

H+hs = 7.44 m.

Usando la tabla del Ing.

Harmsen, se encuentra

que: B = 0.48 x 7.44 = 3.57,

aprox. 3.60 m; b1 = B/3

La base de la pantalla se

predimensiona con h/12 a

h/10

ACERO MÍNIMO SEGÚN ACI 318 (2008)

ACERO MÍNIMO SEGÚN NTE - 060

DETALLADO DEL REFUERZO – MURO VOLADIZO


PROCESO DE DISEÑO

•Ku = Mu/bd2 = (37196x100)/100x(55-6)2 = 15.492;

p=0.0043; As = 21.07 cm2; ¾” @ 0.125. Sólo en la base.

Arriba puede continuar ¾” @ 0.25

•Los refuerzos mínimos en el muro:

Asmin vert inferior = 0.0015x100x55 = 8.25 cm2

Asmin vert superior = 0.0015x100x42.5 = 6.375 cm2

Asmin horiz inferior = 0.0025x100x55= 13.75 cm2

Asmin horiz superior = 0.0025x100x42.5=10.63 cm2

•Como el As vertical, tiene fierro de ¾” en la cara de contacto

con el suelo. Se colocará hacia la cara exterior1/2 a 2/3 del

total. Por tanto:

Desde la base hasta el centro: 3/8” @ 0.10

Desde el centro hasta la cresta: 3/8” @ 0.20


•De igual manera se procede con el acero horizontal: Se

colocará hacia la cara exterior1/2 a 2/3 del total. Por tanto:



•Se colocará hacia la cara interior 1/2 a 1/3 del total. Por

tanto:



RECOMENDACIÓN: SE REQUIERE ESTABLECER UN

ORDENAMIENTO EN EL DETALLADO DEL REFUERZO

POR FACILIDAD CONSTRUCTIVA


DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN

DISEÑO DE LA ARMADURA DEL TALÓN:

En forma conservadora diseñamos para que el talón soporte la

carga última de la presión hacia abajo disminuida en la mínima

reacción del terreno hacia arriba (2.8 ton/m2). Por tanto:

Wu = )1.4 (w suelo x h + p.p. zapata) + 1.7 x S/C) – (σ talón x

1.7) = 13022 k/m; Mu 13022 x 2.15²/2 = 30097 k-m; ¢3/4” @o.15

Para un buen acomodo se coloca armadura transversal

equivalente a .0012 x 100 x 50 = 6cm2


DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN

DISEÑO DE LA ARMADURA DE LA PUNTA

En forma conservadora diseñamos para la mayor reacción del

terreno σ =1.64 k/cm2; wu = 1.7 x 16400 = 27880; Mu = 11291

K-m; ¢5/8”@0.225, transv ¢1/2”@0.20

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